JP7458276B2 - 光学装置 - Google Patents
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Description
図1は、第1の実施形態に係る光学装置の一例を示す概略図である。第1の実施形態に係る光学装置1は、撮像部2、照明部3及び処理部4を備える。本実施形態では、光は、電磁波として定義される。光は、例えば、可視光、X線、赤外線、近赤外線、遠赤外線、マイクロ波である。また、光は、コヒーレント光であってもよく、インコヒーレント光であってもよい。コヒーレント光としては、例えば、レーザー光源による光が挙げられる。コヒーレント光としては、例えば、LED(Light emitting device)光源による光が挙げられる。照明部3の光源は、可視光を発するものであればよい。可視光とは、光の波長が400nm以上800nm以下の光である。照明部3の光源としては、例えば、LEDが挙げられる。
図5に示すように、第1の実施形態の変形例では、照明部3の光源は、二次光源であってもよい。二次光源は、発光素子31を備える。発光素子31は、二次光源において、最も小さい発光面積を有する制御可能なデバイスである。発光素子31が十分に小さいことから、発光素子31は、点光源とみなせる。二次光源は、例えば、LEDアレイ及びLED等の光源によって照明された液晶パネル等である。液晶パネルは、例えば、複数の画素を備えるとともに、複数の画素のそれぞれの発光が制御される。なお、発光素子31が前述したほど小さくない場合であっても、発光素子31から射出される光線群が平行光であると実質的にみなせる場合には、発光素子31は点光源とみなせる。
第2の実施形態に係る光学装置1は、前述の実施形態に係る光学装置1と同様であり、撮像部2、照明部3、処理部4を備える。本実施形態の光学装置1では、照明部3から射出される第1の光線R1及び第2の光線R2について、第1の光線R1の波長スペクトル及び第2の光線R2の波長スペクトルが互いに対して異なり、かつ、第1の光線R1の主波長と第2の光線R2の主波長が近い。ここで、主波長とは、撮像部2が完全白色板により反射させた光線を撮像した場合に、最大の離散色相画素値を有する離散色相値に対応する波長フィルターの透過スペクトルの透過領域内において、当該光線の波長スペクトルが最大となる波長である。また、完全白色板とは、全ての波長に対して同じ反射率スペクトルを持つものである。以下では、第1の実施形態と同様に、第1の画素PX1に第1の光線R1が入射し、第2の画素PX2に第2の光線R2が入射する場合を説明する。
ある変形例では、照射部3は、撮像部2における第1の光線R1の受光及び第2の光線R2の受光がずれる状態で、物体に第1の光線R1及び第2の光線R2を照射可能である。ある一例では、第1の光線R1が照明部3から射出された後に、第2の光線R2が照明具3から射出された場合でも、撮像部2は、物体の表面5の形状により、第2の光線R2を受光した後に、第1の光線R1を受光する。すなわち、撮像部2における第1の光線R1の受光及び第2の光線R2の受光はずれているが、照明部3からの光線の照射順序と、撮像部2の光線の受光順序が一致しない。この場合、処理部4は、第1の光線R1及び第2の光線R2を、それぞれに対応する主波長により、識別できる。言い換えれば、処理部4は、第1の光線R1及び第2の光線R2を、それぞれの色相により識別できる。例えば、光線が物体により反射されて撮像部2に到達するまでの時間を用いて物体までの距離を測定するTOF(Time of Flight)の場合、光学装置1は、前述のようにして第1の光線R1及び第2の光線R2を識別できる。そのため、本変形例の光学装置1では、光線方向の識別性能が一層向上するとともに、物体の表面5の形状を高精度かつ高速に推定できる。また、本変形例においても、光学装置1では前述と同様の処理が実行されるため、前述の実施形態等と同様の作用及び効果を奏する。
第3の実施形態に係る光学装置1は、前述の実施形態に係る光学装置1と同様である。また、第2の実施形態に係る光学装置1と同様に、本実施形態の光学装置1では、第1の光線R1の波長スペクトル及び第2の光線R2の波長スペクトルが互いに対して異なり、かつ、第1の光線R1の主波長と第2の光線R2の主波長が近い。以下では、前述の実施形態と同様に、第1の画素PX1に第1の光線R1が入射し、第2の画素PX2に第2の光線R2が入射する場合を説明する。
第3の実施形態の第1の変形例に係る光学装置1は、前述の実施形態に係る光学装置1と同様である。図9に示すように、本変形例では、照明部3は、第1の光線R1及び第2の光線R2に加えて、第3の光線R3及び第4の光線R4を照射することが、前述の実施形態等とは異なる。第3の光線R3及び第4の光線R4のそれぞれは、第3の波長を主成分とする第3の波長スペクトル及び第4の波長を主成分とする第4の波長スペクトルを有する。第1の波長スペクトル~第4の波長スペクトルは互いに対して異なる。また、第1の波長と第4の波長との差はほとんどない又は比較的小さく、第3の波長と第2の波長との差は比較的大きい。ある一例では、第1の波長は450nm(青光)であり、第2の波長は650nm(赤光)である。また、第3の波長は450nm(青光)であり、第4の波長は550nm(緑光)である。すなわち、第3の波長は第1の波長と同じである。なお、第1の波長~第4の波長は、これに限られるものではない。
第3の実施形態の第2の変形例に係る光学装置1は、前述の実施形態に係る光学装置1と同様である。図11に示すように、本変形例では、照明部3は、第1の光線R1~第4の光線R4に加えて、第5の光線R5及び第6の光線R6を照射することが、前述の実施形態等とは異なる。第1の光線R1~第6の光線R6のそれぞれは、第1の光線経路RP1~第6の光線経路RP6に沿って照明部3から射出される。第1の光線R1~第6の光線R6のそれぞれは、第1の反射領域Q1~第6の反射領域Q6により反射される。第5の光線R5及び第6の光線R6のそれぞれは、第5の波長を主成分とする第5の波長スペクトル及び第6の波長を主成分とする第6の波長スペクトルを有する。第1の波長スペクトル~第6の波長スペクトルは互いに対して異なる。ある一例では、第1の波長は450nm(青光)であり、第2の波長は650nm(赤光)である。また、第3の波長は450nm(青光)であり、第4の波長は550nm(緑光)である。第5の波長は650nm(赤光)であり、第6の波長は550nm(緑光)である。すなわち、第3の波長は第1の波長と同じであり、第5の波長は第2の波長と同じであり、第6の波長は第4の波長と同じである。なお、第1の波長~第6の波長は、これに限られるものではない。
図13に示すように、第4の実施形態に係る光学装置1は、前述の実施形態等に係る光学装置1と同様である。本実施形態に係る光学装置1では、照明部3が、初期光源41、初期レンズ42、波長可変フィルター43、回折光学素子44及び結像レンズ45を備える。初期光源41は、少なくとも第1の波長及び第2の波長を含む白色光を射出可能である。初期光源41は、例えば白色LEDである。ある一例では、第1の波長は450nmであり、第2の波長は650nmである。初期レンズ42は、初期光源41から射出された光線を平行光に変換する。波長可変フィルター43は、波長可変フィルター43に入射した光線から特定の波長スペクトルを選択する。
ここで、mは整数である。
図14に示すように、本変形例では、光軸Oに沿って、初期レンズ42、回折光学素子44、波長可変フィルター43、結像レンズ45が、この順に配置される。初期光源41は、初期レンズ42の焦点に配置される。そして、光軸Oは、複数の光学素子のそれぞれの中心を通る。図14及び図15に示すように、本変形例では、初期レンズ42は導光体である。導光体は、例えば、アクリル、ポリカーボネート、ガラス、石英等から形成される。導光体としては、例えば、複合放物面型集光器(CPC;Compound parabolic concentrator)である。初期レンズ42は、回折光学素子44が位置する側に、光線の射出面42Tを備える。初期レンズ42は、回折光学素子44が位置する側とは反対側に、反射面42Sを備える。本変形例では、反射面42Sは放物面である。また、初期レンズ42の光軸Oに沿って延設される一対の側面は、初期レンズ42の内部を通過した光線が全反射する状態で形成される。すなわち、初期レンズ42の一対の側面は、内部全反射する状態で形成される。ある一例では、初期レンズ42の一対の側面は、鏡面研磨されている。
以下、この出願の特許出願時の特許請求の範囲を付記する。
[付記1]
第1の波長を有する第1の光線と、前記第1の波長とは異なる第2の波長を有する第2の光線とを物体に照射可能な照明部と、
前記物体への前記第1の光線の照射による光を受光可能な第1の画素と、前記物体への前記第2の光線の照射による光を受光可能な第2の画素とを備え、前記第1の画素による前記第1の光線の受光及び前記第2の画素による前記第2の光線の受光に基づいて、撮像画像を撮像可能な撮像部と、
前記撮像部により撮像された前記撮像画像に基づいて、前記第1の光線の第1の光線方向及び前記第2の光線の第2の光線方向を算出する処理部と、
を備える光学装置。
[付記2]
前記処理部は、
前記第1の光線が前記第1の画素で受光されたことに基づいて、前記撮像部に第1の撮像画像を撮像させ、
前記第2の光線が前記第2の画素で受光されたことに基づいて、前記撮像部に第2の撮像画像を撮像させる、
付記1に記載の光学装置。
[付記3]
前記処理部は、
前記撮像画像における前記第1の画素に対応する第1の領域に基づいて、前記第1の光線に関する離散色相画素値を含む第1の離散色相画素値の組を算出し、
前記撮像画像における前記第2の画素に対応する第2の領域に基づいて、前記第2の光線に関する離散色相画素値を含む第2の離散色相画素値の組を算出し、
前記第1の離散色相画素値の組及び前記第2の離散色相画素値の組の両方に基づいて、前記第1の光線方向及び前記第2の光線方向を算出する、
付記1又は2に記載の光学装置。
[付記4]
前記処理部は、前記離散色相画素値が前記離散色相画素値の閾値より小さい場合は、前記離散色相画素値を0に設定する、
付記3に記載の光学装置。
[付記5]
前記処理部は、
前記第1の離散色相画素値の組の中で最も大きい前記離散色相画素値に対応する離散色相値である第1の代表離散色相値を算出し、
前記第2の離散色相画素値の組の中で最も大きい前記離散色相画素値に対応する離散色相値である第2の代表離散色相値を算出し、
前記第1の代表離散色相値及び前記第2の代表離散色相値の両方に基づいて、前記第1の光線方向及び前記第2の光線方向を算出する、
付記3又は4に記載の光学装置。
[付記6]
前記照明部は、前記撮像部における前記第1の光線の受光及び前記第2の光線の受光がずれる状態で、前記物体に前記第1の光線及び前記第2の光線を照射可能である、
付記1~5のいずれか1に記載の光学装置。
[付記7]
前記照明部は、前記第1の波長とは異なる第3の波長を有する第3の光線を、前記第1の光線と実質的に同時に前記第2の光線方向へ射出可能である、
付記1~6のいずれか1に記載の光学装置。
[付記8]
前記照明部は、電気的な作用により選択波長を変更可能な波長可変フィルターと、前記照明部から射出された前記第1の光線及び前記第2の光線を回折可能な回折光学素子と、さらに備え、
前記照明部は、
前記選択波長として設定された前記第1の波長を有する前記第1の光線を、前記回折光学素子で回折することにより、前記第1の光線方向に射出し、
前記選択波長として設定された前記第2の波長を有する前記第2の光線を、前記回折光学素子で回折することにより、前記第2の光線を前記第2の光線方向に射出する、
付記1~7のいずれか1に記載の光学装置。
[付記9]
前記照明部は、
白色光線を発光する光源と、
前記光源から射出された前記白色光線を反射する反射面を備えるとともに、入射した前記白色光線を平行光として射出する導光体と、
を具備する、付記1~8のいずれか1に記載の光学装置。
Claims (9)
- 第1の波長を有する第1の光線を照射し、前記第1の波長とは異なる第2の波長を有する第2の光線を照射する光学素子を有し、前記第1の光線及び前記第2の光線を物体に照射可能な照明部と、
前記物体への前記第1の光線の照射による光を受光可能な第1の画素と、前記物体への前記第2の光線の照射による光を受光可能な第2の画素とを備え、前記第1の画素による前記第1の光線の受光及び前記第2の画素による前記第2の光線の受光に基づいて、撮像画像を撮像可能な撮像部と、
前記撮像部により撮像された前記撮像画像に基づいて、前記第1の光線の第1の光線方向及び前記第2の光線の第2の光線方向を算出する処理部と、
を備え、
前記撮像部、前記照明部及び前記物体の表面の三次元的な位置関係、前記照明部に設けられる前記光学素子の三次元的な位置、並びに、前記撮像部における前記第1の画素及び前記第2の画素の三次元的な位置が予め設定された既知の値であるとき、
前記処理部は、
前記照明部を制御し、前記第1の光線を第1の時刻に前記撮像部に入射させ、前記第2の光線を前記第1の時刻よりも後の第2の時刻に前記撮像部に入射させ、前記撮像部を制御し、前記第1の光線及び前記第2の光線を単一の撮像画像として得られるように前記撮像部で受光させ、
前記第1の光線の光線方向、前記第2の光線の光線方向から、三角測量の原理に基づいて、前記物体の表面の反射領域の三次元の位置情報を算出する、
光学装置。 - 第1の波長を有する第1の光線を照射し、前記第1の波長とは異なる第2の波長を有する第2の光線を照射する光学素子を有し、前記第1の光線及び前記第2の光線を物体に照射可能な照明部と、
前記物体への前記第1の光線の照射による光を受光可能な第1の画素と、前記物体への前記第2の光線の照射による光を受光可能な第2の画素とを備え、前記第1の画素による前記第1の光線の受光及び前記第2の画素による前記第2の光線の受光に基づいて、撮像画像を撮像可能な撮像部と、
前記撮像部により撮像された前記撮像画像に基づいて、前記第1の光線の第1の光線方向及び前記第2の光線の第2の光線方向を算出する処理部と、
を備え、
前記撮像部、前記照明部及び前記物体の表面の三次元的な位置関係、前記照明部に設けられる前記光学素子の三次元的な位置、並びに、前記撮像部における前記第1の画素及び前記第2の画素の三次元的な位置が予め設定された既知の値であるとき、
前記処理部は、
前記第1の光線が第1の時刻において前記第1の画素で受光されたことに基づいて、前記撮像部に第1の撮像画像を撮像させ、
前記第2の光線が前記第1の時刻とは異なる第2の時刻において前記第2の画素で受光されたことに基づいて、前記撮像部に第2の撮像画像を撮像させる、
光学装置。 - 前記処理部は、
前記撮像画像における前記第1の画素に対応する第1の領域に基づいて、前記第1の光線に関する離散色相画素値を含む第1の離散色相画素値の組を算出し、
前記撮像画像における前記第2の画素に対応する第2の領域に基づいて、前記第2の光線に関する離散色相画素値を含む第2の離散色相画素値の組を算出し、
前記第1の離散色相画素値の組及び前記第2の離散色相画素値の組の両方に基づいて、前記第1の光線方向及び前記第2の光線方向を算出する、
請求項1又は2に記載の光学装置。 - 前記処理部は、前記離散色相画素値が前記離散色相画素値の閾値より小さい場合は、前記離散色相画素値を0に設定する、
請求項3に記載の光学装置。 - 前記処理部は、
前記第1の離散色相画素値の組の中で最も大きい前記離散色相画素値に対応する離散色相値である第1の代表離散色相値を算出し、
前記第2の離散色相画素値の組の中で最も大きい前記離散色相画素値に対応する離散色相値である第2の代表離散色相値を算出し、
前記第1の代表離散色相値及び前記第2の代表離散色相値の両方に基づいて、前記第1の光線方向及び前記第2の光線方向を算出する、
請求項3又は4に記載の光学装置。 - 前記照明部は、前記撮像部における前記第1の光線の受光及び前記第2の光線の受光がずれる状態で、前記物体に前記第1の光線及び前記第2の光線を照射可能である、
請求項1~5のいずれか1項に記載の光学装置。 - 前記照明部は、前記第1の波長とは異なる第3の波長を有する第3の光線を、前記第1の光線と実質的に同時に前記第2の光線方向へ射出可能である、
請求項1~6のいずれか1項に記載の光学装置。 - 前記照明部は、電気的な作用により選択波長を経時的に変更可能な波長可変フィルターと、前記照明部から射出された前記第1の光線及び前記第2の光線を回折可能で、波長が長いほど回折角を大きくする回折光学素子と、さらに備え、
前記照明部は、
前記選択波長として設定された前記第1の波長を有する前記第1の光線を、前記回折光学素子で回折することにより、前記第1の光線方向に射出し、
前記選択波長として設定された前記第2の波長を有する前記第2の光線を、前記回折光学素子で回折することにより、前記第2の光線を前記第2の光線方向に射出する、
請求項1~7のいずれか1項に記載の光学装置。 - 前記照明部は、
白色光線を発光する光源と、
前記光源から射出された前記白色光線を反射する反射面を備えるとともに、入射した前記白色光線を平行光として射出する導光体と、
を具備する、請求項1~8のいずれか1項に記載の光学装置。
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Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005241340A (ja) | 2004-02-25 | 2005-09-08 | Sharp Corp | マルチ測距装置 |
JP2011504230A (ja) | 2007-11-15 | 2011-02-03 | シロナ・デンタル・システムズ・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング | 三角法を用いた物体の光学的測定方法 |
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JP2005241340A (ja) | 2004-02-25 | 2005-09-08 | Sharp Corp | マルチ測距装置 |
JP2011504230A (ja) | 2007-11-15 | 2011-02-03 | シロナ・デンタル・システムズ・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング | 三角法を用いた物体の光学的測定方法 |
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